The day my son Laurie started kindergarten he renounced
corduroy overalls with bibs and began wearing blue jeans with a belt; I watched
him go off the first morning with the older girl next door, seeing clearly that
an era of my life was ended, my sweet-voiced nursery school tot replaced by a
long-trousered, swaggering character who forgot to stop at the corner and wave
good-bye to me.
He came home the same way, the front door slamming open, his
cap on the floor, and the voice suddenly become raucous shouting, “Isn’t
anybody here?”
At lunch he spoke insolently to his father, spilled his baby
sister’s milk, and remarked that his teacher said we were not to take the name
of the Lord in vain.
“How was school today?” I asked, elaborately casual.
“All right,” he said.
“Did you learn anything?” his father asked.
Laurie regarded his father coldly. “I didn’t learn nothing,”
he said.
“Anything,” I said. “Didn’t learn anything.”
“The teacher spanked a boy, though,” Laurie said, addressing
his bread and butter. “For being fresh,” he added, with his mouth full.
“What did he do?” I asked. “Who was it?”
Laurie thought. “It was Charles,” he said. “He was fresh.
The teacher spanked him and made him stand in a corner. He was awfully fresh.”
“What did he do?” I asked again, but Laurie slid off his
chair, took a cookie, and left, while his father was still saying, “See here,
young man.”
Part 2
The next day Laurie remarked at lunch, as soon as he sat
down, “Well, Charles was bad again today.” He grinned enormously and said,
“Today Charles hit the teacher.”
“Good heavens,” I said, mindful of the Lord’s name, “I
suppose he got spanked again?”
“He sure did,” Laurie said. “Look up,” he said to his
father.
“What?” his father said, looking up.
“Look down,” Laurie said. “Look at my thumb. Gee, you’re
dumb.” He began to laugh insanely.
“Why did Charles hit the teacher?” I asked quickly.
“Because she tried to make him color with red crayons,”
Laurie said. “Charles wanted to color with green crayons, so he hit the teacher
and she spanked him and said nobody play with Charles, but everybody did.”
The third day—it was Wednesday of the first week—Charles
bounced a seesaw on to the head of a little girl and made her bleed, and the
teacher made him stay inside all during recess.
Thursday Charles had to stand in a corner during story time
because he kept pounding his feet on the floor.
Friday, Charles was deprived of blackboard privileges
because he threw chalk.
On Saturday I remarked to my husband, “Do you think
kindergarten is too unsettling for Laurie? All this toughness, and bad grammar,
and this Charles boy sounds like such a bad influence.”
“It’ll be all right,” my husband said reassuringly. “Bound
to be people like Charles in the world. Might as well meet them now as later.”
Part 3
My husband came to the door with me that evening as I set
out for the P.T.A. meeting.
“Invite her over for a cup of tea after the meeting,” he
said. “I want to get a look at her.”
“If only she’s there,” I said prayerfully.
“She’ll be there,” my husband said. “I don’t see how they
could hold a P.T.A. meeting without Charles’s mother.”
At the meeting I sat restlessly, scanning each comfortable
matronly face, trying to determine which one hid the secret of Charles. None of
them looked to me haggard enough. No one stood up in the meeting and apologized
for the way her son had been acting. No one mentioned Charles.
After the meeting I identified and sought out Laurie’s
kindergarten teacher. She had a plate with a cup of tea and a piece of
chocolate cake; I had a plate with a cup of tea and a piece of marshmallow
cake. We maneuvered up to one another cautiously and smiled.
“I’ve been so anxious to meet you,” I said. “I’m Laurie’s
mother.”
“We’re all so interested in Laurie,” she said.
“Well, he certainly likes kindergarten,” I said. “He talks
about it all the time.”
“We had a little trouble adjusting, the first week or so,”
she said primly, “but now he’s a fine little helper. With occasional lapses, of
course.”
“Laurie usually adjusts very quickly,” I said. “I suppose
this time it’s Charles’s influence.”
“Charles?”
“Yes,” I said, laughing, “you must have your hands full in
that kindergarten, with Charles.”
“Charles?” she said. “We don’t have any Charles
Traduction française
Charles (1948) : partie 1
Le jour où mon fils Laurie entra à l’école maternelle, il
renonça à ses salopettes en velours côtelé à bavette et se mit à porter des
jeans bleus avec une ceinture ; je le regardai partir le premier matin avec la
fille plus âgée de nos voisins, comprenant clairement qu’une époque de ma vie
venait de s’achever : mon petit enfant de maternelle à la voix douce avait été
remplacé par un personnage fanfaron en pantalon long, qui oublia de s’arrêter
au coin de la rue pour me faire signe au revoir.
Il rentra de la même manière, ouvrant la porte d’entrée avec
fracas, jetant sa casquette par terre et criant d’une voix soudain devenue
rauque : « Il n’y a personne ici ? »
Au déjeuner, il parla avec insolence à son père, renversa le
lait de sa petite sœur et fit remarquer que sa maîtresse avait dit qu’il ne
fallait pas prononcer le nom du Seigneur en vain.
« Comment s’est passée l’école aujourd’hui ? » demandai-je,
en prenant un air soigneusement désinvolte.
« Bien », répondit-il.
« Tu as appris quelque chose ? » demanda son père.
« La maîtresse a donné une fessée à un garçon, par contre »,
dit Laurie en s’adressant à sa tartine. « Parce qu’il était insolent »,
ajouta-t-il la bouche pleine.
« Qu’est-ce qu’il a fait ? » demandai-je. « Qui était-ce ? »
Laurie réfléchit. « C’était Charles », dit-il. « Il était
insolent. La maîtresse lui a donné une fessée et l’a mis au coin. Il était
vraiment très insolent. »
« Qu’est-ce qu’il a fait ? » demandai-je de nouveau, mais
Laurie se laissa glisser de sa chaise, prit un biscuit et partit, tandis que
son père disait encore : « Écoute-moi bien, jeune homme. »
Charles (1948) : partie 2
Le lendemain, dès qu’il se fut assis pour déjeuner, Laurie
déclara : « Eh bien, Charles s’est encore mal conduit aujourd’hui. » Il afficha
un immense sourire et ajouta : « Aujourd’hui, Charles a frappé la maîtresse. »
« Mon Dieu », dis-je, consciente qu’il ne fallait pas
prononcer le nom du Seigneur en vain, « j’imagine qu’il a encore reçu une
fessée ? »
« Bien sûr », répondit Laurie. « Regarde en l’air », dit-il
à son père.
« Quoi ? » demanda son père en levant les yeux.
« Regarde en bas », dit Laurie. « Regarde mon pouce. Pff,
qu’est-ce que tu es bête. » Il se mit à rire comme un fou.
« Pourquoi Charles a-t-il frappé la maîtresse ? »
demandai-je rapidement.
« Parce qu’elle voulait l’obliger à colorier avec des
crayons rouges », répondit Laurie. « Charles voulait colorier avec des crayons
verts, alors il a frappé la maîtresse. Elle lui a donné une fessée et a dit que
personne ne devait jouer avec Charles, mais tout le monde l’a fait. »
Le troisième jour — c’était le mercredi de la première
semaine — Charles fit basculer une balançoire à bascule sur la tête d’une
petite fille et la fit saigner ; la maîtresse le garda à l’intérieur pendant
toute la récréation.
Le jeudi, Charles dut rester au coin pendant l’heure de
l’histoire parce qu’il n’arrêtait pas de taper des pieds sur le sol.
Le vendredi, Charles fut privé du droit d’utiliser le
tableau parce qu’il avait lancé de la craie.
Le samedi, je dis à mon mari : « Penses-tu que l’école
maternelle soit trop perturbante pour Laurie ? Toute cette brutalité, cette
mauvaise grammaire… et ce garçon, Charles, semble avoir une très mauvaise
influence. »
« Tout ira bien », répondit mon mari d’un ton rassurant. «
Il y aura toujours des gens comme Charles dans le monde. Autant les rencontrer
maintenant que plus tard. »
Charles (1948) : partie 3
Ce soir-là, mon mari m’accompagna jusqu’à la porte alors que
je partais pour la réunion de l’association des parents d’élèves.
« Invite-la à venir prendre une tasse de thé après la
réunion », dit-il. « Je veux voir à quoi elle ressemble. »
« Si seulement elle est là », dis-je avec ferveur.
« Elle sera là », répondit mon mari. « Je ne vois pas
comment ils pourraient organiser une réunion de parents d’élèves sans la mère
de Charles. »
Pendant la réunion, je restai assise, agitée, examinant
chacun de ces visages maternels et paisibles pour essayer de deviner lequel
cachait le secret de Charles. Aucun ne me parut assez épuisé. Personne ne se
leva pour présenter ses excuses à cause du comportement de son fils. Personne
ne mentionna Charles.
Après la réunion, je reconnus la maîtresse de maternelle de
Laurie et allai la trouver. Elle tenait une assiette avec une tasse de thé et
une part de gâteau au chocolat ; j’avais une assiette avec une tasse de thé et
une part de gâteau à la guimauve. Nous nous approchâmes prudemment l’une de
l’autre et sourîmes.
« J’avais tellement hâte de vous rencontrer », dis-je. « Je
suis la mère de Laurie. »
« Nous nous intéressons tous beaucoup à Laurie »,
répondit-elle.
« Eh bien, il aime certainement l’école maternelle »,
dis-je. « Il en parle tout le temps. »
« Il a eu un peu de mal à s’adapter pendant la première
semaine environ », dit-elle d’un ton guindé, « mais maintenant, c’est un
excellent petit assistant. Avec quelques écarts de conduite de temps à autre,
bien sûr. »
« Laurie s’adapte généralement très vite », dis-je. « Je
suppose que, cette fois, c’est à cause de l’influence de Charles. »
« Charles ? »
« Oui », dis-je en riant, « vous devez avoir fort à faire
dans cette classe avec Charles. »
« Charles ? » répéta-t-elle. « Nous n’avons aucun Charles
dans cette classe de maternelle. »
Cours
illustré centré sur le cours du professeur (Z, A, p⁺, n⁰) · fiche de révision
express · 10 exercices et 3 problèmes pour travailler seul · quiz de 50
questions · épreuve classique du brevet · 5 exercices de type brevet · tous
les corrigés en fin de document
Conforme aux modalités du DNB — session
2027
Épreuve de sciences 1 h · programme de
3e · réponses rédigées · 2 points de maîtrise de la langue
Épreuve classique du brevet.................................. 25
Cinq exercices de type brevet................................ 25
Bibliographie et sources....................................... 27
Introduction — Objectifs et mode d'emploi
Ce document
fait le lien entre trois sources : le cours de ton professeur
(Chap. 1 : L'atome), qui en est le cœur ; le manuel (chapitre « L'atome
») pour les activités et les exercices ; le cours et le diaporama «
Organisation de la matière dans l'Univers », dont il reprend et complète la
partie sur les constituants de l'atome.
Partie
Contenu
Cours
8
sections illustrées : modèles historiques, structure, Z et A, éléments et
isotopes, ions, dimensions, masses, l'atome dans l'Univers
Je m'entraîne seul
fiche de révision express · 10
exercices · 3 problèmes
Je
m'évalue
quiz
de 50 questions · épreuve classique du brevet · 5 exercices de type brevet
Corrigés
toutes les réponses sont regroupées à
la fin du document
🎓 Brevet 2027
Ce qui change pour toi au brevet
2027
•Note
finale sur 20 : épreuves écrites 60 %, contrôle continu 40 %
; brevet obtenu à partir de 10/20.
•Épreuve
de sciences : 1 heure, coefficient 2, sur deux disciplines
parmi physique-chimie, SVT et technologie (environ 30 minutes chacune). Les
sujets portent sur le programme de 3ᵉ.
•Maîtrise
de la langue : au moins 2 points dans chaque épreuve écrite, sciences comprises :
phrases complètes, vocabulaire scientifique exact, raisonnement organisé.
•Moins
de QCM, davantage de réponses rédigées et justifiées.
Comment travailler seul avec ce document
(cycle BPS-E)
Étape
Ce que je fais
Durée
1.
Découverte
Je
lis une section du cours et j'observe les schémas.
1
Pomodoro (25 min)
2. Lecture active
Je reformule par écrit chaque encadré «
À retenir », puis je l'explique à voix haute.
1 Pomodoro
3.
Je m'entraîne
Exercices
et quiz sans regarder le cours, puis correction avec les corrigés de fin de
document.
1
Pomodoro
4. Cartes Leitner
Chaque erreur et chaque encadré clé
devient une carte (recto : question ; verso : réponse).
10 min
Les
encadrés : 📘 Définition · ⭐ À retenir · ⚠️ Attention · 🔎
Exemple · 🛠️ Méthode · ✏️ Exercice résolu · 👩🏫 Dans le
cours de ton professeur.
Chapitre 1 — L'atome
👩🏫 Dans le cours de
ton professeur
Ton professeur a construit le
chapitre autour de trois idées centrales, que ce document place au
cœur de chaque partie :
•La
matière est composée d'atomes, invisibles à l'œil nu et au microscope
(environ 0,1 nm), formés d'un noyau entouré d'un nuage
électronique.
•Le
noyau est 100 000 fois plus petit que l'atome mais en constitue presque
toute la masse. Il contient deux sortes de nucléons : les protons,
charges positives notées p⁺, et les neutrons, électriquement
neutres, notés n⁰.
•Le
numéro atomique Z est le nombre de protons (Z = p⁺) ; le nombre de
masse A est le nombre de nucléons (A = p⁺ + n⁰).
Garde ces notations p⁺, n⁰ et e⁻
: ce sont celles attendues en classe et sur ta copie.
Objectifs
du chapitre. À la fin, tu sais : ① décrire la structure d'un atome (noyau,
nucléons, électrons) ; ② utiliser Z et A pour donner la composition d'un atome
; ③ expliquer la neutralité électrique de l'atome et la formation d'un ion ; ④
reconnaître des isotopes ; ⑤ comparer les dimensions et les masses de l'atome
et de ses constituants avec les puissances de 10 ; ⑥ relier l'atome à
l'organisation de la matière dans l'Univers.
1. Comment a-t-on découvert la structure de l'atome ?
L'idée
d'atome (du grec atomos, « qu'on ne peut pas couper ») date de
l'Antiquité, mais sa structure n'a été découverte qu'au début du XXᵉ siècle,
par une succession de modèles de plus en plus précis.
En 1909, les
assistants de Rutherford bombardent une feuille d'or très fine avec des
particules chargées positivement. Presque toutes traversent la feuille sans
être déviées ; quelques-unes rebondissent. Le modèle de Thomson (une sphère
pleine de charges) ne peut pas l'expliquer : Rutherford propose alors un modèle
planétaire, avec un noyau minuscule, dense et positif, entouré de vide.
📘 Définition — Qu'est-ce qu'un
modèle ?
Un modèle est une
représentation simplifiée de la réalité qui permet d'expliquer des
observations. Il est remplacé quand une expérience le contredit : la science progresse
par corrections successives.
2. La structure de l'atome
La matière
(solide, liquide ou gazeuse) est composée d'atomes. Un atome est
constitué :
•d'un noyau central, formé de nucléons :
les protons (p⁺) et les neutrons (n⁰) ;
•d'électrons (e⁻) qui se déplacent autour du
noyau et forment le nuage électronique.
Particule
Symbole
Charge électrique
Localisation
Masse (kg)
Proton
p⁺
positive (+)
dans le noyau
1,7 × 10⁻²⁷
Neutron
n⁰
nulle (neutre)
dans le noyau
1,7 × 10⁻²⁷
Électron
e⁻
négative (−)
autour du noyau
9,1 × 10⁻³¹
Diapositive
du diaporama de révision : le tableau des constituants et la « loi de
neutralité ».
⭐ À retenir — La neutralité de l'atome
Un atome est électriquement
neutre : il possède autant de protons que d'électrons. Les charges
positives du noyau compensent exactement les charges négatives des électrons.
nombre d'électrons = nombre de
protons = Z
⚠️ Attention
Le noyau n'est pas neutre
: il est positif (il ne contient que des protons, positifs, et des
neutrons, neutres). C'est l'atome entier qui est neutre.
3. Le numéro atomique Z et le nombre de masse A
📘 Définition — Définitions du
cours
•Le
numéro atomique, noté Z, est le nombre de protons
contenus dans le noyau : Z = p⁺.
•Le
nombre de masse, noté A, est le nombre de nucléons dans
le noyau : A = p⁺ + n⁰.
On en déduit le nombre de
neutrons :
n⁰ = A − Z
✏️ Exercice résolu — L'exemple du
professeur : le lithium
Représente le noyau de l'atome
de lithium pour lequel Z = 3 et A = 7 (exemple du cours).
Z = 3 → 3 protons ; A = 7 → 7 nucléons ; n⁰ = A − Z = 7 − 3 = 4 neutrons.
L'atome de lithium étant neutre,
il possède aussi 3 électrons autour du noyau.
🛠️ Méthode — Donner la
composition d'un atome en 4 étapes
1.Je lis Z → nombre de protons.
2.Je calcule A − Z → nombre
de neutrons.
3.Pour un atome (neutre) : nombre
d'électrons = Z.
4.Je vérifie : protons + neutrons
= A.
🔎 Exemple — Pour aller plus
loin : l'écriture conventionnelle
On résume souvent Z et A en les
écrivant à gauche du symbole de l'élément : A en haut, Z en bas.
Exemples : ⁷₃Li pour le lithium, ¹²₆C pour le carbone, ²³₁₁Na pour le sodium.
Atome
Symbole
Z
A
Protons
Neutrons
Électrons
Hydrogène
H
1
1
1
0
1
Carbone
C
6
12
6
6
6
Azote
N
7
14
7
7
7
Oxygène
O
8
16
8
8
8
Sodium
Na
11
23
11
12
11
Fer
Fe
26
56
26
30
26
4. Élément chimique, tableau périodique et isotopes
📘 Définition — Élément
chimique
Un élément chimique est
défini par son numéro atomique Z, c'est-à-dire par le nombre de
protons de ses atomes. Tous les atomes qui ont Z = 6 sont des atomes de
carbone, que ce soit dans un diamant, dans ton corps ou dans une étoile.
Chaque élément a un symbole (une majuscule, parfois suivie d'une
minuscule : C, Cl, Ca…).
Le
tableau périodique (de Mendeleïev) range les éléments par Z croissant
: il suffit d'y lire Z pour connaître le nombre de protons.
📘 Définition — Isotopes
Des isotopes sont des
atomes d'un même élément (même Z, donc même nombre de protons) qui ont
un nombre de neutrons différent (donc un A différent).
⚠️ Attention
Deux atomes qui ont le même A
mais pas le même Z ne sont pas des isotopes : ce sont deux éléments
différents. C'est Z qui décide de l'élément.
5. Des atomes aux ions
Un atome peut
perdre ou gagner un ou plusieurs électrons. Le noyau, lui, ne
change pas : Z reste le même. On obtient alors un ion, qui porte une
charge électrique.
📘 Définition — Ion
•Un
atome qui perd des électrons devient un ion positif (cation) :
Na⁺, Li⁺, Cu²⁺, Fe³⁺…
•Un
atome qui gagne des électrons devient un ion négatif (anion) :
Cl⁻, O²⁻…
charge de l'ion = nombre de
protons − nombre d'électrons
✏️ Exercice résolu — L'ion lithium
Donner la composition de l'ion
Li⁺ (lithium : Z = 3, A = 7).
Le signe + indique que l'atome a
perdu 1 électron : Li⁺ possède 3 protons, 4 neutrons et 3 − 1 = 2
électrons. Vérification : charge = 3 − 2 = +1 ✔.
⚠️ Attention
Un ion positif n'a pas gagné
de protons ! Seul le nombre d'électrons change. Les protons ne
quittent jamais le noyau lors d'une transformation chimique.
6. Les dimensions : un atome presque vide
mètre
millimètre
micromètre
nanomètre
picomètre
femtomètre
m
mm
µm
nm
pm
fm
1 m
10⁻³ m
10⁻⁶ m
10⁻⁹ m
10⁻¹² m
10⁻¹⁵ m
⭐ À retenir — Ordres de grandeur du
cours
•L'atome
mesure environ 0,1 nm = 10⁻¹⁰ m.
•Le
noyau mesure environ 10⁻¹⁵ m : il est 100 000 fois plus petit
que l'atome (10⁻¹⁰ ÷ 10⁻¹⁵ = 10⁵).
•Entre
le noyau et les électrons : du vide. On dit que la matière a une structure
lacunaire.
✏️ Exercice résolu — Imaginer le vide
Si le noyau d'un atome avait la
taille d'un ballon de football (22 cm), quelle serait la taille de l'atome ?
L'atome est 100 000 fois plus
grand que le noyau : 22 cm × 100 000 = 2 200 000 cm = 22 km. Un ballon
au centre d'une ville entière : entre les deux, rien !
⚠️ Attention — Une valeur à ne pas
confondre
Le diaporama de révision indique
« noyau 10 000 fois plus petit ». La valeur à retenir, donnée par ton
professeur et par ton manuel, est 100 000 fois (10⁵). Selon l'atome,
le rapport varie entre environ 10 000 et 100 000, mais au brevet on attend l'ordre
de grandeur 10⁵.
🛠️ Méthode — Calculer un
rapport avec les puissances de 10
Pour comparer deux longueurs, on
calcule leur rapport en divisant la plus grande par la plus petite, dans
la même unité :
=
10⁻¹⁰⁻⁽⁻¹⁵⁾ = 10⁵ = 100 000
Rappel : = 10ᵃ⁻ᵇ.
7. Les masses : tout est dans le noyau
⭐ À retenir — Masse de l'atome
Un nucléon (proton ou neutron) a
une masse d'environ 1,7 × 10⁻²⁷ kg ; un électron, d'environ 9,1 ×
10⁻³¹ kg : un nucléon est environ 1 870 fois (≈ 2 000 fois) plus lourd
qu'un électron. La masse des électrons est négligeable : la masse de
l'atome est concentrée dans son noyau.
masse d'un atome ≈ A × masse
d'un nucléon
✏️ Exercice résolu — La masse d'un
atome de carbone
Calculer la masse d'un atome de
carbone (A = 12).
m ≈ 12 × 1,7 × 10⁻²⁷ kg ≈ 2,0
× 10⁻²⁶ kg. On a négligé la masse des 6 électrons (6 × 9,1 × 10⁻³¹ ≈ 5,5
× 10⁻³⁰ kg, soit environ 3 000 fois moins).
Conséquence : un gramme de carbone contient
environ = 5 × 10²²
atomes : cinquante mille milliards de milliards !
8. L'atome dans l'Univers
Ce chapitre
prolonge le cours « Organisation de la matière dans l'Univers ». Les mêmes
éléments chimiques, repérés par leur Z, se retrouvent partout : sur Terre,
dans les étoiles et dans les galaxies les plus lointaines.
⭐ À retenir — Une matière universelle
•L'hydrogène
(Z = 1) et l'hélium (Z = 2) sont les éléments les plus abondants de
l'Univers : ils se sont formés peu après le Big Bang.
•Les
éléments plus lourds (carbone, oxygène, fer…) sont fabriqués dans le cœur des
étoiles par fusion nucléaire : des noyaux légers s'assemblent
en noyaux plus lourds.
•Les
atomes de notre corps ont donc été formés dans des étoiles : nous sommes
faits de « poussière d'étoiles ».
numéro atomique = nombre de protons
(= nombre d'électrons de l'atome neutre)
A
nombre
de masse = nombre de nucléons (p⁺ + n⁰)
Neutrons
n⁰ = A − Z
Neutralité
atome
: autant de protons que d'électrons ; le noyau, lui, est positif
Élément
défini par Z ; symbole : C, O, Na, Cl…
Isotopes
même
Z, A différent (nombre de neutrons différent)
Ion
atome qui a perdu (ion +) ou gagné (ion
−) des électrons ; charge = p⁺ − e⁻
Dimensions
atome
≈ 10⁻¹⁰ m (0,1 nm) ; noyau ≈ 10⁻¹⁵ m ; rapport ≈ 100 000 ; atome lacunaire
Masses
nucléon ≈ 1,7 × 10⁻²⁷ kg ; électron ≈
9,1 × 10⁻³¹ kg ; m(atome) ≈ A × m(nucléon)
Univers
H
et He majoritaires (Big Bang) ; éléments lourds formés dans les étoiles
⚠️ Attention — Les 3 erreurs les plus
fréquentes
•Confondre
A (nucléons) et Z (protons).
•Dire
qu'un ion positif a gagné des protons (il a perdu des électrons).
•Oublier
l'unité ou mal manier les puissances de 10 : = 10ᵃ⁻ᵇ.
Cartes
Leitner (recto → verso) : « Z = ? » → nombre de protons · « A = ? » →
nombre de nucléons · « Neutrons ? » → A − Z · « Taille atome / noyau ? » →
10⁻¹⁰ m / 10⁻¹⁵ m · « Isotopes ? » → même Z, A différent · « Ion Na⁺ ? » → 11
p⁺, 10 e⁻.
Je travaille seul — exercices
Travaille
sans regarder le cours, puis vérifie avec les corrigés en fin de document.
Compte environ 2 Pomodoros (2 × 25 min) pour les 10 exercices.
Exercice 1 — Compléter un tableau
Recopier et
compléter le tableau.
Atome
Symbole
Z
A
Protons
Neutrons
Électrons
Hélium
He
2
4
Carbone
C
12
6
Oxygène
O
8
8
Sodium
Na
23
11
Or
Au
79
197
Uranium
U
92
146
Exercice 2 — Qui suis-je ?
Retrouver le
mot correspondant à chaque définition.
a) Je suis le
lieu où se concentre la masse de l'atome.
b) Je porte une charge négative.
c) Je suis un nucléon sans charge.
d) Je suis le nombre de protons d'un noyau. e) Je suis le sous-multiple du mètre adapté à
la taille du noyau.
Exercice 3 — L'aluminium
L'aluminium
(Al) a pour numéro atomique Z = 13 et pour nombre de masse A = 27. Donner la
composition de son noyau et de son atome.
Exercice 4 — Le plomb
Le plomb (Pb)
a pour numéro atomique Z = 82 ; son noyau compte 207 nucléons. Donner la
composition d'un atome de plomb. Pourquoi ce métal est-il interdit dans les
canalisations depuis 1995 ? (une phrase)
Exercice 5 — L'arsenic
Le noyau de
l'arsenic (As) contient 75 nucléons dont 42 neutrons. Déterminer Z, puis la
composition de l'atome.
Exercice 6 — Retrouver des isotopes
Voici des
couples (nombre de protons ; nombre de nucléons) : (8 ; 16) · (6 ; 12) · (8 ;
17) · (17 ; 35) · (6 ; 14) · (8 ; 18) · (17 ; 37).
1) Identifier
les isotopes de l'oxygène (Z = 8). 2)
Ceux du chlore (Z = 17). 3) Ceux du
carbone (Z = 6). 4) Combien de neutrons
possède chacun des isotopes de l'oxygène ?
1) Donner le
nombre de protons et d'électrons des ions Na⁺, Mg²⁺, O²⁻ et Cl⁻. 2) Un ion possède 29 protons et 27 électrons.
Donner sa formule.
Exercice 8 — Les dimensions de l'hélium
L'atome
d'hélium a un rayon de 31 pm ; son noyau, un rayon de 1,9 fm.
1) Exprimer
ces rayons en mètre avec les puissances de 10.
2) Combien de fois l'atome est-il plus grand que son noyau ?
Exercice 9 — La masse d'un atome d'oxygène
L'oxygène a
pour nombre de masse A = 16 (Z = 8). Données : m(nucléon) = 1,7 × 10⁻²⁷ kg ;
m(électron) = 9,1 × 10⁻³¹ kg.
1) Calculer
la masse du noyau. 2) Calculer la masse
des électrons. 3) Justifier que l'on
peut négliger la masse des électrons.
Exercice 10 — À l'échelle !
On représente
le noyau d'un atome par une tête d'épingle de 1 mm de diamètre. En respectant
l'échelle du cours (rapport 100 000), quel objet représenterait l'atome
: une balle de tennis (5 cm), un stade (100 m) ou la Lune (3 500 km) ?
Problèmes pour travailler seul
Problème 1 — L'humanité dans un dé à coudre
Irène et
Frédéric Joliot-Curie, prix Nobel de chimie, aimaient dire : « Si on pressait
les uns contre les autres les noyaux des atomes de toute l'humanité, ils
occuperaient un volume inférieur à celui d'un dé à coudre. »
Donnée (ordre de grandeur)
Valeur
Nombre
d'humains
7
× 10⁹
Masse moyenne d'un humain
50 kg
Masse
moyenne d'un atome du corps humain
2
× 10⁻²⁶ kg
Rayon moyen d'un noyau
3 × 10⁻¹⁵ m
Volume
d'un dé à coudre
2
cm³ = 2 × 10⁻⁶ m³
1) Estimer le
nombre d'atomes dans un corps humain. 2)
Calculer le volume d'un noyau (V = π R³).
3) En déduire le volume des noyaux d'un humain, puis de toute
l'humanité. 4) Valider ou invalider
l'affirmation.
Problème 2 — L'ampoule fluo-compacte cassée
Une ampoule
fluo-compacte brisée libère environ 1 mg de mercure. Un atome de mercure
possède 201 nucléons. Donnée : m(nucléon) = 1,7 × 10⁻²⁷ kg.
1) Calculer
la masse d'un atome de mercure en précisant l'approximation effectuée. 2) Estimer le nombre d'atomes de mercure
libérés.
Problème 3 — Le noyau de fer,
incroyablement dense
Un atome de
fer compte 56 nucléons. Son rayon atomique vaut 1,5 × 10⁻¹⁰ m ; le rayon de son
noyau vaut 5,4 × 10⁻¹⁵ m. Rappel : volume d'une sphère V = π R³ ; masse volumique ρ = .
1) Calculer
la masse d'un atome de fer. 2) Calculer
le volume de l'atome et celui du noyau.
3) Calculer la masse volumique de l'atome et celle du noyau. 4) Comparer et conclure.
Quiz de 50 questions
Réponds sur
une feuille (numéro + lettre), sans regarder le cours, puis corrige-toi
avec la grille des corrigés en fin de document. Chaque erreur devient
une carte Leitner. Objectif : 45/50.
⚠️ Attention
Ce QCM est un outil de mémorisation.
Au brevet 2027, il faut rédiger : les exercices de type brevet
ci-après sont donc tous à réponse rédigée.
1. La
matière est composée…
A) de cellules uniquement B) d'atomes C) d'ions uniquement D) de lumière
2. La
taille d'un atome est de l'ordre de…
A) 10⁻³ m B)
10⁻¹⁰ m C) 10⁻⁶ m D) 10⁻¹⁵ m
3. Un
atome est constitué…
A) uniquement de protons B) d'un noyau et d'électrons C) d'un noyau et de neutrons autour D) d'électrons au centre et de protons
autour
4. Les
nucléons sont…
A) les protons et les électrons B) les neutrons et les électrons C) les protons et les neutrons D) uniquement les électrons
5. Le
proton porte une charge…
A) négative B)
nulle C) variable D) positive
6. Le
neutron est…
A) électriquement neutre B) chargé positivement C) chargé négativement D) situé autour du noyau
7. L'électron
porte une charge…
A) négative B)
positive C) nulle D) double
8. Les
électrons se trouvent…
A) dans le noyau
B) collés aux neutrons C)
autour du noyau D) au centre de
l'atome
9. Le
numéro atomique Z est…
A) le nombre de neutrons B) le nombre de nucléons C) la masse de l'atome D) le nombre de protons
10. Le
nombre de masse A est…
A) le nombre de nucléons B) le nombre de protons C) le nombre d'électrons D) la masse en kg
11. Le
nombre de neutrons se calcule par…
A) A − Z B) A +
Z C) Z − A D) A × Z
12. Un
atome est électriquement…
A) positif B)
négatif C) instable D) neutre
13. Le
noyau d'un atome est globalement…
A) positif B)
neutre C) négatif D) sans charge définie
14. Lithium
: Z = 3, A = 7. Nombre de neutrons ?
A) 3 B) 7 C) 10
D) 4
15. Lithium
: Z = 3, A = 7. Nombre d'électrons de l'atome ?
A) 4 B) 7 C) 3
D) 10
16. Un
atome possède 10 protons et 11 neutrons. Il possède…
A) 11 électrons
B) 10 électrons C) 21
électrons D) 1 électron
17. Sodium
: Z = 11, A = 23. Nombre de neutrons ?
A) 12 B) 11 C) 23
D) 34
18. Tous
les atomes d'azote (Z = 7) possèdent…
A) 7 neutrons B)
14 nucléons C) 7 protons D) 7 ions
19. Un
élément chimique est défini par…
A) son nombre de neutrons B) sa masse C) son numéro atomique Z D) sa couleur
20. Des
isotopes ont…
A) le même Z mais un A différent B) le même A mais un Z différent C) le même nombre de neutrons D) des charges différentes
21. Le
carbone 12 et le carbone 14 diffèrent par leur nombre de…
A) protons B)
électrons C) noyaux D) neutrons
22. Un
ion positif est un atome qui a…
A) perdu des électrons
B) gagné des électrons C)
gagné des protons D) perdu des
protons
23. L'ion
Na⁺ (Z = 11) possède…
A) 10 électrons
B) 11 électrons C) 12
électrons D) 22 électrons
24. L'ion
Cl⁻ (Z = 17) possède…
A) 18 électrons
B) 16 électrons C) 17
électrons D) 35 électrons
25. Un
ion possède 12 protons et 10 électrons. Sa charge est…
A) −2 B) 0 C) +12 D) +2
26. Lors
de la formation d'un ion, le noyau…
A) perd des protons
B) gagne des neutrons C) ne
change pas D) se divise
27. Le
noyau est environ … fois plus petit que l'atome.
A) 10 B) 1
000 C) 1 000 000 000 D) 100 000
28. La
taille du noyau est de l'ordre de…
A) 10⁻¹⁵ m B)
10⁻¹⁰ m C) 10⁻⁶ m D) 10⁻³ m
29. 1
nm = …
A) 10⁻⁶ m B)
10⁻⁹ m C) 10⁻¹² m D) 10⁻¹⁵ m
30. 1
fm (femtomètre) = …
A) 10⁻¹² m B)
10⁻¹⁵ m C) 10⁻⁹ m D) 10⁻¹⁸ m
31. 0,1
nm s'écrit…
A) 10⁻⁸ m B)
10⁻⁹ m C) 10⁻¹⁰ m D) 10⁻¹¹ m
32. On
dit que la structure de l'atome est lacunaire car…
A) il manque des électrons B) elle est essentiellement constituée de
vide C) le noyau est creux D) les protons sont absents
33. Si
le noyau était un ballon de 22 cm, l'atome mesurerait environ…
A) 22 m B) 2,2
m C) 22 km D) 22 000 km
34. La
masse d'un nucléon vaut environ…
A) 1,7 × 10⁻²⁷ kg
B) 9,1 × 10⁻³¹ kg C) 1,7 ×
10²⁷ kg D) 1 g
35. La
masse d'un électron vaut environ…
A) 1,7 × 10⁻²⁷ kg
B) 9,1 × 10⁻³¹ kg C) 9,1 ×
10³¹ kg D) 1 mg
36. Un
nucléon est environ … fois plus lourd qu'un électron.
A) 2 B) 20 C) 2 000 D) 2 000 000
37. La
masse de l'atome est pratiquement égale à celle…
A) de ses électrons
B) de ses protons seulement
C) du nuage électronique D)
de ses nucléons
38. Masse
approchée d'un atome de carbone (A = 12) ?
A) 1,2 × 10⁻²⁷ kg
B) 2,0 × 10²⁶ kg C) 1,1 ×
10⁻²⁹ kg D) 2,0 × 10⁻²⁶ kg
39. 10⁻¹⁰
÷ 10⁻¹⁵ = …
A) 10⁻²⁵ B)
10⁵ C) 10⁻⁵ D) 10¹⁵⁰
40. Qui
a découvert l'électron (1897) ?
A) Rutherford B)
Chadwick C) Mendeleïev D) Thomson
41. L'expérience
de la feuille d'or a montré que…
A) l'atome est une sphère pleine B) l'atome est presque vide avec un petit
noyau C) l'électron est au
centre D) le neutron existe
42. Qui
a découvert le neutron (1932) ?
A) Chadwick B)
Thomson C) Rutherford D) Curie
43. Le
tableau périodique range les éléments par…
A) masse décroissante
B) ordre alphabétique C) date
de découverte D) numéro atomique
croissant
44. Le
symbole de l'oxygène est…
A) Ox B) Og C) O
D) Oy
45. Le
symbole du sodium est…
A) So B) S C) Na
D) Sd
46. Les
éléments les plus abondants de l'Univers sont…
A) l'oxygène et le fer
B) l'hydrogène et l'hélium C)
le carbone et l'azote D) le silicium
et l'aluminium
47. Les
éléments lourds (carbone, fer…) ont été fabriqués…
A) dans les océans
B) au cœur des étoiles C) par
les volcans D) par les êtres vivants
48. Un
atome de carbone sur Terre et un atome de carbone d'une étoile ont…
A) des Z différents
B) des charges différentes C)
aucun point commun D) le même nombre
de protons
49. Le
microscope optique ne permet pas de voir un atome car…
A) l'atome est transparent B) l'atome est bien trop petit C) l'atome bouge trop vite D) l'atome est chargé
50. Au
brevet 2027, les exercices de sciences demandent surtout de…
A) cocher des cases
B) recopier le cours C)
rédiger et justifier ses réponses D)
dessiner uniquement
Épreuve classique du brevet — partie
physique-chimie
🎓 Brevet 2027
Épreuve de sciences — 1 heure —
coefficient 2 — notée sur 20. Elle porte sur deux disciplines parmi physique-chimie,
SVT et technologie, annoncées environ deux mois avant l'examen ; compte environ
30 minutes par discipline. En 2027, les sujets portent sur le programme
de 3ᵉ.
•Toutes
les réponses doivent être justifiées ; les calculs doivent être posés
avec les unités.
•Maîtrise
de la langue :
au moins 2 points par épreuve écrite, sciences comprises (orthographe,
syntaxe, vocabulaire scientifique, organisation du raisonnement). Les
questions ✎ en gras demandent une réponse rédigée.
•Calculatrice
autorisée.
Barème indicatif sur 10 points
pour la partie physique-chimie (30 minutes).
Le titane, un métal pour réparer le corps
humain (10 points)
Le titane
(symbole Ti) est utilisé pour fabriquer des prothèses de hanche et des implants
dentaires : il est léger, très résistant et bien toléré par l'organisme.
L'isotope le plus courant du titane possède 22 protons et 48 nucléons.
Données
masse
d'un nucléon
1,7
× 10⁻²⁷ kg
masse d'un électron
9,1 × 10⁻³¹ kg
rayon
de l'atome de titane
147
pm = 1,47 × 10⁻¹⁰ m
rayon du noyau de titane
4,3 fm = 4,3 × 10⁻¹⁵ m
masse
d'un implant dentaire
2,0
g
1) Donner le
numéro atomique Z et le nombre de masse A du titane. (1 pt)
2) Déterminer
la composition complète d'un atome de titane. (1,5 pt)
3) Calculer
la masse approchée d'un atome de titane en indiquant l'approximation faite.
(1,5 pt)
4) Estimer le
nombre d'atomes de titane dans un implant dentaire. (1,5 pt)
5) Calculer
le rapport entre le rayon de l'atome et celui de son noyau. Comparer à la
valeur du cours. (1,5 pt)
6) Dans le
corps, le titane peut former l'ion Ti⁴⁺. Donner le nombre d'électrons de cet
ion et expliquer comment il s'est formé. (1 pt)
✎ 7) Un
camarade affirme : « L'implant est dur et plein, donc ses atomes sont pleins de
matière. » En t'appuyant sur les résultats précédents, rédige une réponse
argumentée de quelques lignes. (2 pts)
Cinq exercices de type brevet
Chaque
exercice correspond à une partie physique-chimie d'environ 30 minutes (barème
indicatif sur 10). Les corrigés détaillés sont en fin de document.
Exercice 1 — Le sel de Guérande
Le sel de
cuisine est du chlorure de sodium, composé d'ions sodium Na⁺ et d'ions chlorure
Cl⁻ en nombre égal. Données : sodium Z = 11, A = 23 ; chlore Z = 17, A = 35.
1) Donner la
composition de l'atome de sodium et celle de l'atome de chlore. (2 pts)
2) Donner le
nombre de protons et d'électrons des ions Na⁺ et Cl⁻. (2 pts)
3) Expliquer,
pour chaque ion, s'il résulte d'un gain ou d'une perte d'électrons. (2 pts)
4) Le chlore
naturel contient aussi des atomes de 37 nucléons. Comment appelle-t-on ces
atomes ? Combien de neutrons ont-ils ? (2 pts)
✎ 5)
Expliquer pourquoi le cristal de sel est électriquement neutre. (2 pts)
Exercice 2 — Le carbone 14, une horloge naturelle
Le carbone
possède trois isotopes naturels : le carbone 12, le carbone 13 et le carbone 14
(radioactif). Le carbone 14 sert à dater des objets anciens : sa quantité est
divisée par 2 environ tous les 5 700 ans. Donnée : Z(C) = 6.
1) Donner la
composition du noyau de chacun des trois isotopes. (3 pts)
2) Pourquoi
ces trois atomes sont-ils des atomes du même élément ? (1,5 pt)
3) Un os
contenait au départ 8 milliards d'atomes de carbone 14. Combien en reste-t-il
après 5 700 ans ? après 11 400 ans ? (2,5 pts)
4) Il reste 1
milliard d'atomes. Estimer l'âge de l'os. (1 pt)
✎ 5)
Expliquer en une phrase pourquoi la masse d'un atome de carbone 14 est plus
grande que celle d'un atome de carbone 12. (2 pts)
Exercice 3 — L'expérience de Rutherford
En 1909, des
particules α (chargées positivement) sont envoyées sur une feuille d'or très
fine. La quasi-totalité la traverse sans être déviée ; quelques-unes sont
fortement déviées ou rebondissent. Données : rayon de l'atome d'or : 144 pm ;
rayon de son noyau : 7 fm.
1) Selon le
modèle de Thomson, l'atome est une sphère pleine de charges. Quelles
observations ce modèle ne permet-il pas d'expliquer ? (2 pts)
2) Que
peut-on déduire du fait que la plupart des particules traversent la feuille ?
(2 pts)
3) Que
peut-on déduire du fait que quelques particules, positives, sont repoussées ?
(2 pts)
4) Calculer
le rapport entre le rayon de l'atome d'or et celui de son noyau. (2 pts)
✎ 5)
Rédiger une conclusion expliquant pourquoi le modèle planétaire a remplacé
celui de Thomson. (2 pts)
Exercice 4 — La canette en aluminium
Une canette
vide en aluminium a une masse de 15 g. L'aluminium a pour symbole Al, Z = 13 et
A = 27. Donnée : masse d'un nucléon = 1,7 × 10⁻²⁷ kg.
1) Donner la
composition d'un atome d'aluminium. (2 pts)
2) Calculer
la masse d'un atome d'aluminium. (2 pts)
3) Calculer
le nombre d'atomes dans la canette. (2 pts)
4)
L'aluminium peut former l'ion Al³⁺. Combien d'électrons possède-t-il ? (1,5 pt)
✎ 5) Le
recyclage d'une canette permet de retrouver tous ses atomes d'aluminium.
Expliquer pourquoi, en utilisant la notion d'élément chimique. (2,5 pts)
Exercice 5 — Nous sommes des poussières d'étoiles
Le Soleil est
composé en masse d'environ 73 % d'hydrogène et 25 % d'hélium. Au cœur des
étoiles, des noyaux légers fusionnent pour former des noyaux plus lourds : par
exemple, trois noyaux d'hélium (Z = 2, A = 4) peuvent former un noyau de
carbone. Le corps humain contient surtout de l'oxygène (Z = 8), du carbone (Z =
6) et de l'hydrogène (Z = 1).
1) Donner la
composition d'un noyau d'hélium 4. (1,5 pt)
2) Combien de
protons et de neutrons obtient-on en réunissant trois noyaux d'hélium ? Quel
élément obtient-on ? Justifier. (3 pts)
3) Un atome
d'hydrogène de l'eau de ton corps et un atome d'hydrogène du Soleil sont-ils
identiques ? Justifier. (2 pts)
4) La lumière
du Soleil met 8 minutes pour nous parvenir. Que voit-on quand on regarde le
Soleil ? (1 pt)
✎ 5)
Expliquer l'expression « nous sommes des poussières d'étoiles ». (2,5 pts)
Corrigés
Grille du quiz
N°
Rép.
N°
Rép.
N°
Rép.
N°
Rép.
N°
Rép.
1
B
11
A
21
D
31
C
41
B
2
B
12
D
22
A
32
B
42
A
3
B
13
A
23
A
33
C
43
D
4
C
14
D
24
A
34
A
44
C
5
D
15
C
25
D
35
B
45
C
6
A
16
B
26
C
36
C
46
B
7
A
17
A
27
D
37
D
47
B
8
C
18
C
28
A
38
D
48
D
9
D
19
C
29
B
39
B
49
B
10
A
20
A
30
B
40
D
50
C
Je travaille seul
Exercice 1 — Compléter un tableau
Atome
Z
A
p⁺
n⁰
e⁻
He
2
4
2
2
2
C
6
12
6
6
6
O
8
16
8
8
8
Na
11
23
11
12
11
Au
79
197
79
118
79
U
92
238
92
146
92
Méthode : p⁺
= Z ; n⁰ = A − Z ; e⁻ = Z (atome neutre) ; A = p⁺ + n⁰.
Exercice 2 — Qui suis-je ?
a) le noyau ·
b) l'électron · c) le neutron · d) le numéro atomique Z · e) le femtomètre (fm,
10⁻¹⁵ m).
3) ρ(atome) ≈
≈ 6 700 kg/m³ (proche de la masse volumique
réelle du fer, 7 870 kg/m³) ; ρ(noyau) ≈ 1,4 × 10¹⁷ kg/m³.
4) Le noyau
est environ 2 × 10¹³ fois (vingt mille milliards de fois) plus dense que
l'atome : toute la masse est concentrée dans un volume minuscule, le reste de
l'atome est vide.
Épreuve classique du brevet
1) Z =
22 (nombre de protons) ; A = 48 (nombre de nucléons).
3) m ≈
48 × 1,7 × 10⁻²⁷ ≈ 8,2 × 10⁻²⁶ kg. On néglige la masse des 22 électrons,
environ 1 870 fois plus légers que chaque nucléon.
4) 2,0
g = 2,0 × 10⁻³ kg ; N = ≈ 2,4 × 10²² atomes.
5) ≈ 3,4 × 10⁴ : l'atome est environ 34 000 fois
plus grand que son noyau. La valeur du cours est 100 000 : l'écart est
d'environ 3, mais l'ordre de grandeur (plusieurs dizaines de milliers) est
comparable.
6)
Ti⁴⁺ possède 22 − 4 = 18 électrons : l'atome de titane a perdu 4 électrons.
Son noyau (22 protons, 26 neutrons) est inchangé.
✎ 7)
Réponse attendue : l'affirmation est fausse. Presque toute la masse de l'atome
est concentrée dans le noyau, qui est des dizaines de milliers de fois plus
petit que l'atome (question 5) ; entre le noyau et les électrons, il n'y a que
du vide : la structure de l'atome est lacunaire. La dureté de l'implant vient
des liaisons entre les atomes, pas du fait qu'ils seraient « pleins ». Barème :
idée de vide (0,5), appui chiffré (0,5), conclusion claire (0,5), qualité de la
langue (0,5).
3) Na⁺ :
charge +1, l'atome a perdu 1 électron. Cl⁻ : charge −1, l'atome a gagné 1
électron.
4) Ce sont
des isotopes du chlore (même Z = 17) ; ils ont 37 − 17 = 20 neutrons.
5) Le cristal
contient autant d'ions Na⁺ (charge +1) que d'ions Cl⁻ (charge −1) : les charges
positives et négatives se compensent exactement, le cristal est donc neutre.
2) Ils ont le
même numéro atomique Z = 6 (même nombre de protons) : ce sont des isotopes du
même élément, le carbone.
3) Après 5
700 ans : 8 ÷ 2 = 4 milliards ; après 11 400 ans : 4 ÷ 2 = 2 milliards.
4) 8 → 4 → 2
→ 1 : trois divisions par 2, soit 3 × 5 700 ≈ 17 100 ans.
5) Le carbone
14 a deux neutrons de plus que le carbone 12 ; comme la masse de l'atome est
concentrée dans les nucléons du noyau, il est plus lourd (environ 14 × 1,7 ×
10⁻²⁷ kg contre 12 × 1,7 × 10⁻²⁷ kg).
Exercice 3 — L'expérience de Rutherford
1) Si l'atome
était une sphère pleine, les particules devraient toutes être freinées ou
déviées de la même façon ; il n'explique ni le passage de presque toutes les
particules, ni les quelques rebonds violents.
2) L'atome
est essentiellement vide (structure lacunaire).
3) Il existe
au centre de l'atome une zone très petite, dense et chargée positivement (les
charges de même signe se repoussent) : le noyau.
4) 144 pm =
1,44 × 10⁻¹⁰ m ; 7 fm = 7 × 10⁻¹⁵ m ; rapport ≈ 2,1 × 10⁴ ≈ 20 000.
5) Le modèle
planétaire (petit noyau positif entouré d'électrons et de vide) explique toutes
les observations, alors que le modèle de Thomson en contredit : en science, un
modèle contredit par l'expérience est remplacé.
3) 15 g = 1,5
× 10⁻² kg ; N = ≈ 3,3 × 10²³ atomes.
4) Al³⁺ : 13
− 3 = 10 électrons.
5) Lors des
transformations (fusion, mise en forme), les atomes ne sont ni créés ni
détruits et leur noyau ne change pas : ils gardent leurs 13 protons, ce sont
toujours des atomes de l'élément aluminium. On peut donc les réutiliser
indéfiniment.
Exercice 5 — Nous sommes des poussières
d'étoiles
1) Hélium 4 :
2 protons et 4 − 2 = 2 neutrons.
2) 3 × 2 = 6
protons et 3 × 2 = 6 neutrons, soit 12 nucléons. Z = 6 : c'est un noyau de
carbone (carbone 12).
3) Oui : tous
deux ont Z = 1 (1 proton) ; ce sont des atomes du même élément, l'hydrogène.
Les éléments chimiques sont les mêmes partout dans l'Univers.
4) On voit le
Soleil tel qu'il était il y a 8 minutes (voir loin, c'est voir dans le passé).
5) Les
éléments plus lourds que l'hélium, comme le carbone et l'oxygène de notre
corps, ont été fabriqués par fusion nucléaire au cœur d'anciennes étoiles puis
dispersés dans l'espace lors de leur explosion ; ils ont ensuite formé le
Système solaire, la Terre et les êtres vivants.
Bibliographie et sources
Cours du
professeur de physique-chimie : Chap. 1 — L'atome, I. « À quoi ressemble
un atome ? » (septembre 2026).
Manuel de
physique-chimie cycle 4, chapitre 5 « L'atome » : activités documentaires,
L'essentiel, auto-évaluation, exercices.
Cours et
diaporama BPS-E : 3-3 Organisation de la matière dans l'Univers
(diapositives reproduites : constituants de l'atome, éléments dans l'Univers,
poussière d'étoiles).
